Question

20．近日網路傳言用不銹鋼水壺燒水會導致錳中毒．專家實驗證明，使用正規廠家生產的不銹鋼水壺燒開水并無明顯風險隱患，但不建議用于酸性和堿性環境中．
查閱資料：錳的化學性質與鐵相似，它的活動性比鐵強，MnSO₄ 溶液為淺紅色．
（1）寫出Mn 與CuSO₄溶液反應的化學方程式（產物中錳的化合價為+2價）Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu．
（2）MnO₂ 常用作H₂O₂ 制取O₂ 的催化劑，工業上用菱錳礦（主要成分MnCO₃）制取MnO₂，
過程如下：
步驟1：將22t 菱錳礦粉碎；
步驟2：往粉碎后的菱錳礦中加入H₂SO₄ 溶解MnCO₃，寫出化學方程式MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O，反應的現象是固體減少，有氣泡產生，溶液變成淺紅色；
步驟3：把生成的MnSO₄ 再與NH₄HCO₃ 反應后得到11.5t MnCO₃，MnCO₃ 再經過煅燒、氧化轉變為MnO₂，涉及到的化學反應如下：
MnCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MnO+CO₂↑；  2MnO+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnO₂
計算理論上能制得MnO₂8.7t．

Answer 1

分析 （1）根據錳的“活動性比鐵強”，則錳的金屬活動性比銅強，能與硫酸銅反應生成硫酸錳和銅，寫出反應的化學方程式即可；
（2）考慮“加入H₂SO₄溶解MnCO₃”，“MnSO₄溶液為淺紅色”，進行書寫化學方程式和實驗現象；
（3）利用MnCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MnO+CO₂↑；2MnO+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnO₂，則MnCO₃～MnO₂，進行計算．

解答 解：
（1）根據錳的“活動性比鐵強”，則錳的金屬活動性比銅強，能與硫酸銅反應生成硫酸錳和銅，故反應的化學方程式為：
（2）因為“加入H₂SO₄溶解MnCO₃”，“MnSO₄溶液為淺紅色”，故化學方程式MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O，反應的現象是固體減少，有氣泡產生，溶液變成淺紅色；
（3）因為MnCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MnO+CO₂↑；2MnO+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnO₂，則MnCO₃～MnO₂．
設理論上能制得MnO₂的質量為x．
MnCO₃～MnO₂
115    87
11.5t   x
則$\frac{115}{87}=\frac{11.5t}{x}$，解得x=8.7t．
故答案為：
（1）Mn+CuSO₄=MnSO₄+Cu；（2）MnCO₃+H₂SO₄=MnSO₄+CO₂↑+H₂O；
固體減少，有氣泡產生，溶液變成淺紅色；（3）8.7t．

點評 本題難度不大，掌握金屬的化學性質、化學方程式的書寫、計算是正確解答本題的關鍵．